상세 내진성능평가 종합 보고서

생성 일시: 2025-12-11 10:35:35

1. 성능 목표

본 내진성능평가는 구조물 중요도 I등급에 해당하는 성능 목표를 기준으로 수행되었습니다.

성능 수준 재현 주기 허용 층간 변위비 (%) 주요 손상 허용 수준
건축물 성능수준: 붕괴방지 (구조요소: 붕괴방지) / 지진크기: 2400년 (MCE) 2400년 3.00 Prevention
건축물 성능수준: 인명보호 (구조요소: 인명안전) / 지진크기: 1400년 1400년 2.00 Safety
건축물 성능수준: 기능수행 (구조요소: 거주가능) / 재현주기 100년 100년 0.70 Operational

2. 평가 지진 (요구 스펙트럼 제원)

※ 본 설계 스펙트럼은 5% 감쇠비를 기준으로 작성되었습니다.

[입력 파라미터]

  • 지역 구분: 지진구역 I
  • 지반 등급: S2
  • 지진구역계수 (Z): 0.11g
  • 구조물 중요도 계수: I

[계산된 설계 스펙트럼 계수]

  • 단주기 지반증폭계수 (Fa): 1.40
  • 1초주기 지반증폭계수 (Fv): 1.45
  • 단주기 설계스펙트럼가속도 (SDS): 0.137g
  • 1초주기 설계스펙트럼가속도 (SD1): 0.142g
  • 설계스펙트럼 천이주기 (T0): 0.208 sec
  • 설계스펙트럼 천이주기 (Ts): 1.038 sec
Design Response Spectrum
설계 응답 스펙트럼 (Design Spectrum)

3. 대상 구조물 정보

3.1 구조물 형상 및 재료

3D 와이어프레임 모델
3D 와이어프레임 모델
콘크리트 응력-변형률 관계
콘크리트 응력-변형률 관계
철근 응력-변형률 관계
철근 응력-변형률 관계

3.2 부재 상세 정보 (단면 및 철근)

본 해석 모델에 적용된 각 부재 그룹별 단면 상세(Section Schedule)는 다음과 같습니다.

3.2.1 기둥 일람표 (Column Schedule)

구분 (Group) 외부 (Exterior) 내부 (Interior)
Group 0
(Story 1~2)

Group 0 (Ext)

Group 0 (Int)
Group 1
(Story 3~4)

Group 1 (Ext)

Group 1 (Int)
Group 2
(Story 5~6)

Group 2 (Ext)

Group 2 (Int)

3.2.2 보 일람표 (Beam Schedule)

구분 (Group) 외부 (Exterior) 내부 (Interior)
Group 0
(Story 1~2)

Group 0 (Ext)

Group 0 (Int)
Group 1
(Story 3~4)

Group 1 (Ext)

Group 1 (Int)
Group 2
(Story 5~6)

Group 2 (Ext)

Group 2 (Int)

본 해석 모델에 적용된 주요 부재의 설정 범위(Configuration)는 다음과 같습니다.

구분 위치 단면 크기 범위 (m) 주철근 범위
기둥 (Column) exterior (외부/내부 등) 0.4m ~ 0.5m D19, D22, D25
기둥 (Column) interior (외부/내부 등) 0.45m ~ 0.6m D19, D22, D25
보 (Beam) exterior (외부/내부 등) 0.3m ~ 0.4m D19, D22
보 (Beam) interior (외부/내부 등) 0.3m ~ 0.4m D19, D22

3.3 구조물 고유주기 및 질량참여율

구조물의 고유 주기와 방향별 질량 참여율은 다음과 같습니다.

모드 고유 주기 (sec) X방향 MPR (%) X방향 누적 MPR (%) Z방향 MPR (%) Z방향 누적 MPR (%)
1 0.2440 0.00 0.00 87.43 87.43
2 0.2378 87.63 87.63 0.00 87.43
3 0.0915 0.00 87.63 0.00 87.43
4 0.0805 0.00 87.63 10.19 97.62
5 0.0786 10.13 97.76 0.00 97.62
6 0.0492 0.00 97.76 2.38 100.00
7 0.0485 2.24 100.00 0.00 100.00
8 0.0325 0.00 100.00 0.00 100.00
9 0.0223 0.00 100.00 0.00 100.00
10 0.0000 2.56 102.56 0.00 100.00
11 0.0000 2.53 105.10 0.00 100.00
12 0.0000 1.78 106.88 0.00 100.00
13 0.0000 24.23 131.10 0.00 100.00
14 0.0000 98.20 229.30 0.00 100.00
15 0.0000 12.86 242.16 0.00 100.00
16 0.0000 4.93 247.09 0.00 100.00
17 0.0000 1.63 248.71 0.00 100.00
18 0.0000 23.25 271.96 0.00 100.00
19 0.0000 7.29 279.26 0.00 100.00
20 0.0000 10.47 289.72 0.00 100.00

4. 푸쉬오버 해석 적용성 검토 (130% 룰)

각 방향별로 1차 모드(지배 모드)만으로 수행한 비선형 정적 해석의 층 전단력이, 질량 참여율 합계 90% 이상을 만족하는 모드들을 합산한 RSA 해석 결과의 130% 이상인지 검증합니다.

130% 검증 (X)
[X방향] 비선형 정적 해석 타당성 검증
130% 검증 (Z)
[Z방향] 비선형 정적 해석 타당성 검증

5. 성능점 산정 및 평가 결과

각 방향(X, Z) 및 가력 방향(+, -)에 대해 산정된 성능점과 평가 결과를 요약합니다.

5-X(+). 해석 결과: X방향 (+)

5-X(+)-1. 푸쉬오버 곡선 및 힌지 분포

푸쉬오버 해석 애니메이션 (X+)
Pushover Final Plot
푸쉬오버 최종 상태 (X+)

5-X(+)-2. CSM 성능점 평가

Collapse Prevention

Collapse Prevention 평가 결과

재현 주기: 2400년
성능점 (Sd, Sa): (0.0031m, 0.2053g)
유효 주기/감쇠: 0.246s / 5.0%
계산 층간변위비: 0.026 %
허용 층간변위비: 3.000 %
붕괴 부재 수: 0 개
최종 판정: PASS
Life Safety

Life Safety 평가 결과

재현 주기: 1400년
성능점 (Sd, Sa): (0.0025m, 0.1643g)
유효 주기/감쇠: 0.246s / 5.0%
계산 층간변위비: 0.021 %
허용 층간변위비: 2.000 %
붕괴 부재 수: 0 개
최종 판정: PASS
Operational

Operational 평가 결과

재현 주기: 100년
성능점 (Sd, Sa): (0.0009m, 0.0585g)
유효 주기/감쇠: 0.246s / 5.0%
계산 층간변위비: 0.007 %
허용 층간변위비: 0.700 %
붕괴 부재 수: 0 개
최종 판정: PASS

5-X(-). 해석 결과: X방향 (-)

5-X(-)-1. 푸쉬오버 곡선 및 힌지 분포

푸쉬오버 해석 애니메이션 (X-)
Pushover Final Plot
푸쉬오버 최종 상태 (X-)

5-X(-)-2. CSM 성능점 평가

Collapse Prevention

Collapse Prevention 평가 결과

재현 주기: 2400년
성능점 (Sd, Sa): (0.0031m, 0.2053g)
유효 주기/감쇠: 0.246s / 5.0%
계산 층간변위비: 0.026 %
허용 층간변위비: 3.000 %
붕괴 부재 수: 0 개
최종 판정: PASS
Life Safety

Life Safety 평가 결과

재현 주기: 1400년
성능점 (Sd, Sa): (0.0025m, 0.1643g)
유효 주기/감쇠: 0.246s / 5.0%
계산 층간변위비: 0.021 %
허용 층간변위비: 2.000 %
붕괴 부재 수: 0 개
최종 판정: PASS
Operational

Operational 평가 결과

재현 주기: 100년
성능점 (Sd, Sa): (0.0009m, 0.0585g)
유효 주기/감쇠: 0.246s / 5.0%
계산 층간변위비: 0.007 %
허용 층간변위비: 0.700 %
붕괴 부재 수: 0 개
최종 판정: PASS

5-Z(+). 해석 결과: Z방향 (+)

5-Z(+)-1. 푸쉬오버 곡선 및 힌지 분포

푸쉬오버 해석 애니메이션 (Z+)
Pushover Final Plot
푸쉬오버 최종 상태 (Z+)

5-Z(+)-2. CSM 성능점 평가

Collapse Prevention

Collapse Prevention 평가 결과

재현 주기: 2400년
성능점 (Sd, Sa): (0.0030m, 0.2053g)
유효 주기/감쇠: 0.244s / 5.0%
계산 층간변위비: 0.027 %
허용 층간변위비: 3.000 %
붕괴 부재 수: 0 개
최종 판정: PASS
Life Safety

Life Safety 평가 결과

재현 주기: 1400년
성능점 (Sd, Sa): (0.0024m, 0.1643g)
유효 주기/감쇠: 0.244s / 5.0%
계산 층간변위비: 0.022 %
허용 층간변위비: 2.000 %
붕괴 부재 수: 0 개
최종 판정: PASS
Operational

Operational 평가 결과

재현 주기: 100년
성능점 (Sd, Sa): (0.0009m, 0.0584g)
유효 주기/감쇠: 0.244s / 5.0%
계산 층간변위비: 0.008 %
허용 층간변위비: 0.700 %
붕괴 부재 수: 0 개
최종 판정: PASS

5-Z(-). 해석 결과: Z방향 (-)

5-Z(-)-1. 푸쉬오버 곡선 및 힌지 분포

푸쉬오버 해석 애니메이션 (Z-)
Pushover Final Plot
푸쉬오버 최종 상태 (Z-)

5-Z(-)-2. CSM 성능점 평가

Collapse Prevention

Collapse Prevention 평가 결과

재현 주기: 2400년
성능점 (Sd, Sa): (0.0030m, 0.2053g)
유효 주기/감쇠: 0.244s / 5.0%
계산 층간변위비: 0.027 %
허용 층간변위비: 3.000 %
붕괴 부재 수: 0 개
최종 판정: PASS
Life Safety

Life Safety 평가 결과

재현 주기: 1400년
성능점 (Sd, Sa): (0.0024m, 0.1643g)
유효 주기/감쇠: 0.244s / 5.0%
계산 층간변위비: 0.022 %
허용 층간변위비: 2.000 %
붕괴 부재 수: 0 개
최종 판정: PASS
Operational

Operational 평가 결과

재현 주기: 100년
성능점 (Sd, Sa): (0.0009m, 0.0584g)
유효 주기/감쇠: 0.244s / 5.0%
계산 층간변위비: 0.008 %
허용 층간변위비: 0.700 %
붕괴 부재 수: 0 개
최종 판정: PASS

6. 최종 종합 결론

본 보고서는 KDS 41 17 00 (건축물 내진설계기준)에 따라 비선형 정적 해석(Pushover Analysis) 및 역량스펙트럼법(CSM)을 이용하여 대상 구조물의 내진 성능을 평가하였습니다.

6.1 평가 결과 요약

해석 방향 성능 목표 (재현 주기) 층간변위비 (허용/계산) 중력하중 저항능력 붕괴 부재 수 최종 판정
X(+) Collapse Prevention (2400년) 3.00% / 0.026% 100% (OK) 0개 PASS
X(+) Life Safety (1400년) 2.00% / 0.021% 100% (OK) 0개 PASS
X(+) Operational (100년) 0.70% / 0.007% 100% (OK) 0개 PASS
X(-) Collapse Prevention (2400년) 3.00% / 0.026% 100% (OK) 0개 PASS
X(-) Life Safety (1400년) 2.00% / 0.021% 100% (OK) 0개 PASS
X(-) Operational (100년) 0.70% / 0.007% 100% (OK) 0개 PASS
Z(+) Collapse Prevention (2400년) 3.00% / 0.027% 100% (OK) 0개 PASS
Z(+) Life Safety (1400년) 2.00% / 0.022% 100% (OK) 0개 PASS
Z(+) Operational (100년) 0.70% / 0.008% 100% (OK) 0개 PASS
Z(-) Collapse Prevention (2400년) 3.00% / 0.027% 100% (OK) 0개 PASS
Z(-) Life Safety (1400년) 2.00% / 0.022% 100% (OK) 0개 PASS
Z(-) Operational (100년) 0.70% / 0.008% 100% (OK) 0개 PASS

6.2 종합 판단

※ 참고 사항: